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走近钱学森(十一)  

2016-12-15 06:26:42|  分类: 走近钱学森 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在工程控制论中闪光

  失去了安全认可证,钱学森无法从事原先与军事相关的喷气推进研究工作,他改变了自己的研究方向,把目光投向一片崭新的领域——工程控制论。 
  工程控制论与美国国防机密毫无关系。钱学森似乎在向美国联邦调查局表明,他完全改行了。 
  回忆工程控制论的研究工作时,钱学森曾经这样说: 
  研究工程控制论只是为了转移美国特务们的注意力,争取获准回归祖国。当时并没有想到建立一门新学科。 
  对于钱学森来说,时间就是生命,他不愿把时间荒废在不知道终点的漫长的等待之中,而是抓紧时间从事新学科的研究。 
  是金子,放在哪里都能发光。钱学森把蒙受冤屈的痛苦掷在一边,全身心投入工程控制论这片待开垦的处女地。他的思绪放马驰骋,纵横捭阖,不时闪闪发光,不时有所斩获。 
  钱学森的学生,《工程控制论》中译本译者之一戴汝为院士对笔者说起了控制论的历史,控制论是法国物理学家和数学家A。M安培在1834年提出的,最初的定义是“管理国家的科学”。1948年,美国数学家N.维纳把控制论运用于动物体内自动调节和控制过程的研究,把控制论建立为一门新的学科。[1]

  1931年维纳当选美国数学学会会长。1935年8月至1936年6月,维纳曾经来到中国,在清华大学做访问教授。维纳作为美国的名教授,怎么会来中国清华大学呢?那是因为维纳有一个博士生,叫李郁荣,在维纳教授指导下完成了博士论文《 用拉盖尔函数之傅立叶变换的网络合成法》。后来李郁荣应清华大学工学院院长顾毓秀之邀,到清华大学工作。李郁荣通过顾毓秀以及清华大学校长梅贻琦向维纳教授发出邀清,于是维纳来华讲学,升与李郁荣合作,研究并设计出很好的电子滤波器。维纳教授还为清华大学数学系讲授了调和分析,指导华罗庚与徐贤修完成了《关于博立叶变换》的论文。后来华罗庚与徐贤修都成为著名数学家,华罗庚成为中国科学院学部委员(院士)、徐贤修成为台湾“中央研究院”院士,台湾新竹清华大学校长。戴汝为说,当时清华大学为维纳教授包了一辆黄包车,往返接送维纳教授于北京西直门与清华大学之间。

    在第二次世界大战期间、维纳接受了一项与火力控制有关的研究工作,促使他深入探索了用机器来模拟人脑的计算功能,由此深入研究控制论问题。1948年,维纳出版《控制论》,成为控制论这门新必学科的奠基之作。

思想敏锐的钱学森,把控制论运用到工程系统的控制之中,创立了新的学科——工程控制论。钱学森把控制论概括为“一个系统的不同部分之间相互作用的定性性质,以及由此决定的整个系统总体的运动状态”,把工程控制论定义为“研究控制论这门科学中能够直接用在控制系统工程设计的那些部分”。 

[1]2010年5月17日下午,叶永烈在北京中国科学院自动化研究所采访戴汝为院士。

花费了三年时间,钱学森把他对于工程控制论的见解,用英文写成30多万字的《工程控制论》。1954年,署名“Tsien,H。S ”的《Engineering Cybernetics》(即《工程控制论》),由美国McGraw Hill出版社出版。 

钱学森在《工程控制论》的序言中,以扼要的文字论述了工程控制论的意义

   控制论是关于机械系统与电气系统的制与操纵的科学……是关于怎样把机械元件与电气元件组成稳定的并且具有特定性能的系统的科学门新科学的一个非常突出的特点就是完全不考能量、热量和效率等因素控制论所讨论的主要问题是一个系统的各个不同部分之间的相互作用的定性性质,以及整个系统的总的运动状态。

   工程控制论的目的是研究控制论选门科学中能够接应用在工程上设计被控制系统或被操纵系统的那些部分。

   工程控制论是一门技术科学,而伺服系统工程却是一种工程技术。技术科学的目的是把工程实际中所应用到的许多设计原则加以整理与总结,使之成为理论,因而也就把不同领域的共同性显示出来,而且也有力地说明了一些基本概念的重大作用,简单地说,理论分析是技术科学的主要内容,而且它常常用到比较高深的数学工具。。。

    把工程控制论建成一门技术科学的好处就是:工程控制使我们可能有更广的眼界用更系统的方法表观察有关的问题,因而往往可以得到解决旧问题的更的新方法,而且程控制论还可能揭示新的前没有看到过的前景。

  走近钱学森(十一) - 红火 - 网络新生活

   这是一部开创性的、奠基性的著作,引起了各国科学家的关注。1956年苏联出俄文版《ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА》,1957年*德国出德文版《Technische Kybernetik》,1958年中国出中文版。这部著作获1956年度中国科学院自然科学奖一等奖。1957年国际自动控制联合会(IFAC)第一届理事会推举钱学森为首届理事长。1980年,钱学森又与宋健等人共同完成了中文修订版。 

 关于《制论》一书一位专栏作家这样评论遒:    

    工程师偏重于实践,解决具体问题,不善于将之上升到理论高度;数学家则擅长理论分析,却不善于从一般到个别解决实际问题,钱学森则集中两个优势于一身,高超地将两只轮子到一辆战车上,碾出了工程控制论研究的一新途径……

《工程控制论》中文版的译者之一、钱学森的学生戴汝为指出:

  工程控制论是和人的通讯及控制的科学,期被苏联哲学界攻击为“伪科学”。《工程控制论》一书l954年在美国出版后,苏联的科学界转变态度,所以钱学森的《工程控制论》迅速被译成俄并在苏联出版。正因为这样,1956年钱学森应邀到苏联出席应用数学会议,受到热烈的欢迎,予高规格的接待。[1]

钱学森崭新的研究成果表明,他不仅是一流的导弹专家,而且一旦转向其他领域的研究,他依然是一流的科学家。 
  《工程控制论》是一部前赡性的学术著怍,以至在出版之后,美国的科学界在三四年内没有读懂!因为当时美国自然科学的论著要么论述物质,要么论述能量,而《工程控制论》里一没有物质.二没有能量。

这门新科学的一个非常突出的特点就是完全不考虑能量、热量和效率等因素,可是在其他各门自然科学中这些因索却是十分重要的。控制论所讲述的主要是一个系统的各个不同部分之间的相互作用的定性性质,以及整个系统的综合行为。

《工程控制论》的重要学术价值是随着时间的推移,才逐渐为人们所理解、所认识的。

[1]201O年5月17日下午,叶永烈在北京中国科学院自动化研究所采访戴汝为院士。

孙家栋院士曾经回忆说,他1958年毕业于苏联茹可夫斯基军事学院航空系。当时苏联老师把钱学森著俄文版《工程控制论》列为四本必读的著作之一。使得钱学森著俄文版《工程控制论》一下子被学生们购买一空。于是。孙家栋在暑假回国时,到北京外文书店购买钱学森著俄文版《工程控制论》成为他的一大“任务”。他带着好多本钱学森著俄文版《工程控制论》回到茹可夫斯基军事学院。受到同学们的一致夸奖。

在研究工程控制论的同时,钱学森还从事一门新兴的科学--物理力学的开创性研究工作,用英文写出《物理力学讲义》,并为加州理工学院开设了这门课程。

《工程控制论》和《物理力学讲义》是钱学森在被监控之下完成的学术专著。欲归不能,钱学森处于漫长而痛苦的等待中。钱学森不知道这样等待的日子,何年何月方能结束。 

    在足球场上,球员避开对方盯梢的办法是不断移动自己的位置。钱学森也志了”球员“,在帕萨纳不断搬家,居然搬了四次家。最后他搬到一个不太好的区,房子也没原来的大,环境也差,而且隔一条街就是黑人区。

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